Keterampilan berpikir kritis merupakan kompetensi penting dalam pembelajaran abad 21. Pengembangan keterampilan ini selain dipengaruhi aspek kognitif, aspek psikologis seperti self esteem dan self confidence juga berperan dalam memengaruhi cara siswa menyikapi, menilai, dan merespons informasi. Tujuan penelitian ini untuk menganalisis hubungan self esteem dan self confidence dengan keterampilan berpikir kritis dalam pembelajaran biologi. Jenis penelitian yang digunakan kuantitatif korelasional dengan metode survei. Penelitian dilakukan di SMAN 10 Semarang dengan 166 sampel dari populasi siswa kelas X. Teknik pengambilan sampel menggunakan purposive sampling. Teknik pengambilan data menggunakan observasi, wawancara, tes dan angket pernyataan. Temuan pertama menunjukkan adanya hubungan antara self esteem dengan keterampilan berpikir kritis dengan nilai signifikansi 0,00, rx1y sebesar 0,990 (sangat kuat), serta kontribusi self esteem dalam mempengaruhi keterampilan berpikir kritis sebesar 98,1%. Temuan kedua menunjukkan adanya hubungan antara self confidence dengan keterampilan berpikir kritis dengan nilai signifikansi 0,00, rx2y sebesar 0,786 (kuat), serta kontribusi self confidence dalam mempengaruhi keterampilan berpikir kritis sebesar 59,6%. Temuan ketiga menunjukkan adanya hubungan antara self esteem dan self confidence secara bersama-sama dengan keterampilan berpikir kritis dengan nilai signifikansi sebesar 0,00, rx1x2y sebesar 0,990 (sangat kuat), serta kontribusi self esteem dan self confidence secara simultan dalam mempengaruhi keterampilan berpikir kritis sebesar 98,1%.